JP6257474B2 - 電力用回路装置 - Google Patents

Description

本発明は、電力用回路装置に関し、特に電子部品とプリント基板上に形成されているパターンとの電気的接続がはんだを用いずに実現されている電力用回路装置に関する。

一般に、電力用回路装置は、パワー半導体素子からなる電子部品とプリント基板上に形成されている回路パターンとがはんだ接合により電気的に接続されている。はんだにより当該電気的接続を実現する場合には、当該電気的接続部を形成するために電力用回路装置の組み立て工数が増加し、製造コストが高くなる。また、電子部品およびプリント基板の一方のみを交換するような修理作業等が難しくなる。さらに、製品の使用時におけるはんだ接合部の温度変化によって、はんだ接合部がダメージを受ける可能性があり、信頼性確保が難しくなる。

特開２０１１―３４９７２号公報には、電気的接続にはんだを用いない技術として、絶縁部材ハウジング中に弾性ばねが設けられており、絶縁部材ハウジングに設けられた導体差込み開口へ電気導体の絶縁部材のない端部を導入する際に、弾性ばねが当該電気導体の端部を接触ピンへ押しつけることによって電気的接続をしている、差し込みコネクタが記載されている。

特開２０１１―３４９７２号公報

しかしながら、上記のような差し込みコネクタを電力用回路装置に適用するには、導電性接触ピンとプリント基板上に形成されている回路パターンとをはんだ付けする必要がある。また、電気的接続部が絶縁物ハウジングで覆われていると、電気的接続部に生じた熱を絶縁物ハウジングから放熱することは困難である。

そのため、たとえば電子部品を高温動作させる必要がある場合には、はんだ接続部が温度上昇によるダメージを受けたり、電気的接続部の放熱が不十分となり電気的接続部に隣接する電子部品が耐熱温度を超えて温度上昇してしまう可能性があり、電力用回路装置の信頼性を確保することが困難である。

本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものである。本発明の主たる目的は、はんだを用いずに電子部品とプリント基板上の回路パターンとを電気的に接続するとともに、高い放熱性を有する電力用回路装置を提供することになる。

本発明に係る電力用回路装置は、電子部品と、第１の主面と第１の主面の反対側に位置する第２の主面とを有するプリント基板と、電子部品とプリント基板とを内部に保持する筐体とを備え、プリント基板は第１の主面上に形成されているパターンを含み、電子部品はパターンと電気的に接続するための配線端子を含み、配線端子を押圧することにより電子部品とパターンとを電気的に接続することができる弾性部材をさらに備え、弾性部材は筐体に接続され、筐体の熱容量は弾性部材の熱容量よりも大きい。

本発明によれば、はんだを用いずに電子部品とプリント基板上の回路パターンとを電気的に接続するとともに、高い放熱性を有する電力用回路装置を提供することができる。

実施の形態１に係る電力用回路装置を説明するための側面図である。 実施の形態１に係る電力用回路装置を説明するための斜視図である。 実施の形態２に係る電力用回路装置を説明するための側面図である。 実施の形態２に係る電力用回路装置を説明するための斜視図である。 実施の形態３に係る電力用回路装置を説明するための側面図である。 実施の形態４に係る電力用回路装置を説明するための側面図である。 実施の形態５に係る電力用回路装置を説明するための側面図である。 実施の形態６に係る電力用回路装置を説明するための側面図である。 実施の形態７に係る電力用回路装置を説明するための側面図である。 実施の形態８に係る電力用回路装置を説明するための側面図である。 実施の形態９に係る電力用回路装置を説明するための側面図である。 実施の形態１に係る電力用回路装置の変形例を説明するための側面図である。

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。なお、以下の図面において、同一または相当する部分には同一の参照番号を付し、その説明は繰り返さない。

（実施の形態１）
図１および図２を参照して、実施の形態１に係る電力用回路装置１００について説明する。電力用回路装置１００は、電子部品１と、プリント基板２と、電子部品１とプリント基板２とを内部に保持する筐体７，９とを備える。

電子部品１は、ＭＯＳＦＥＴ（Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｆｉｅｌｄ Ｅｆｆｅｃｔ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）や、ＩＧＢＴ（Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ Ｇａｔｅ Ｂｉｐｏｌａｒ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）などのパワー半導体素子である。電子部品１は、外部（具体的には、後述する回路パターン４）と電気的に接続するための配線端子３を含む。配線端子３を構成する材料は、任意の導電性材料とすることができるが、たとえば純銅（Ｃｕ）やＣｕ合金とすることができる。電子部品１と並んで配置されたプリント基板２には、回路パターン４が形成されている。配線端子３は、複数の端子部分３ａ，３ｂ，３ｃを含んでいてもよい。複数の端子部分３ａ，３ｂ，３ｃの数は、３つに限られるものではなく、２以上の任意の数であってもよい。

プリント基板２は、第１の主面２Ａと第１の主面２Ａの反対側に位置する第２の主面２Ｂとを有する。プリント基板２を構成する材料は電気的絶縁性を有する任意の材料とすればよく、たとえばエポキシ樹脂やポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ：ＰｏｌｙＰｈｅｎｙｌｅｎｅＳｕｌｆｉｄｅ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ：ＰｏｌｙＥｔｈｅｒＥｔｈｅｒＫｅｔｏｎｅ）などの樹脂とすればよい。言い換えると、プリント基板２は一般に熱伝導率が低いとされる材料で構成されていてもよい。つまり、プリント基板２は汎用プリント基板であってもよい。第１の主面２Ａ上には回路パターン４が形成されている。回路パターン４を構成する材料は、任意の導電性材料とすることができるが、たとえばＣｕ合金やニッケル（Ｎｉ）合金、金（Ａｕ）合金、銀（Ａｇ）合金などからなる群から選択される少なくとも１つである。回路パターン４は、配線端子３と接触する部分を有している。また、プリント基板２において、回路パターン４上の上記配線端子３と接触する部分以外の領域には、表面実装部品１２がはんだ１３により表面実装されていてもよい。

筐体７，９は、たとえば第１筐体部としての下部筐体７と、下部筐体７に対し電子部品１およびプリント基板２を挟んで反対側に位置する第２筐体部としての上部筐体９とを含む。下部筐体７と上部筐体９とは任意の構成を採ることができる。下部筐体７はたとえば上部に開口している箱状であって、上部筐体９は当該開口を塞ぐ蓋体であってもよい。また、下部筐体７と上部筐体９とは、直接または他の部材を介して接続固定されていてもよい。

配線端子３と回路パターン４とは面接触をすることにより電気的に接続されている。このとき、配線端子３と回路パターン４とは、弾性部材５により配線端子３が回路パターン４に押圧されることにより当該電気的接続状態が保持されている。つまり、配線端子３において回路パターン４と接触する部分と、回路パターン４上における配線端子３と接触する部分とは、下部筐体７に対する距離（高さ）が等しくなるように設けられている。配線端子３において回路パターン４と接触する部分や回路パターン４上における配線端子３と接触する部分は、点接触となっていてもよいが、好ましくは面接触となっている。

また、配線端子３と回路パターン４とは、弾性部材５により配線端子３が回路パターン４に押圧されることにより当該電気的接続状態が実現され、かつ保持されていてもよい。つまり、配線端子３において回路パターン４と接触する接触面の下部筐体７に対する距離（高さ）は、回路パターン４上における配線端子３と接触する部分の表面（接触面）の下部筐体７に対する距離（高さ）よりも長くなるように設けられていてもよい。この場合には、配線端子３が弾性部材５による押圧を受けて変形可能に設けられていることにより、回路パターン４と面接触してこれと電気的に接続されることができる。

弾性部材５は、配線端子３およびプリント基板２を押圧することにより電子部品１と回路パターン４とを電気的に接続可能に設けられている。言い換えると、弾性部材５は、配線端子３と回路パターン４とが面接触している状態を保持するために必要な力（保持力）を配線端子３およびプリント基板２に付与可能に設けられている。弾性部材５を構成する材料は、弾性変形可能な任意の材料であって、かつプリント基板２を構成する材料より高い熱伝導性を有する任意の材料であればよいが、たとえばＳＵＳ３０４に代表される鉄（Ｆｅ）合金やリン青銅に代表されるＣｕ合金などである。弾性部材５は、プリント基板２より高い熱伝導性を有している。

弾性部材５は、上部筐体９に接続され保持されている。つまり、弾性部材５は、その一方の端部側において配線端子３を回路パターン４に押圧するとともに、他方の端部側が上部筐体９に接続固定されている。弾性部材５は、任意の方法により上部筐体９に固定されていればよいが、たとえばねじ２２により上部筐体９に固定されている。他に、弾性部材５と上部筐体９とは、接着材を用いて接着し固定されてもよいし、ＴＩＧ（Ｔｕｎｇｓｔｅｎ Ｉｎｅｒｔ Ｇａｓ）溶接やレーザー溶接などの溶接によって固定されてもよい。

下部筐体７および上部筐体９を構成する材料は、剛性を有し、高い熱伝導性を有する任意の材料とすればよいが、たとえばＦｅ合金やアルミニウム（Ａｌ）合金、Ｃｕ合金などである。また、上部筐体９の熱容量は、弾性部材５の熱容量よりも大きい。下部筐体７の熱容量は、電子部品１やプリント基板２の熱容量よりも大きい。

弾性部材５は、絶縁部材６を介して配線端子３を回路パターン４に押圧している。言い換えると、絶縁部材６は、平面視において配線端子３と回路パターン４との接続部と重なるように配置されており、弾性部材５と配線端子３および回路パターン４との間を電気的に絶縁している。絶縁部材６を構成する材料は、電気的絶縁性を有するとともに、プリント基板２を構成する材料より高い熱伝導性を有している任意の材料とすればよいが、たとえばＰＰＳ、ＰＥＥＫなどの樹脂材料であればよく、また、シリコーンゴムなどの弾性変形可能な樹脂材料であってもよい。絶縁部材６は、プリント基板２よりも高い熱伝導性を有している。絶縁部材６は、板状あるいはシート状に設けられている。

弾性部材５は、ねじ２２により上部筐体９に接続固定されている根元部分と、上部筐体９の内壁に対して傾斜している傾斜部分と、傾斜部分を挟んで根元部分と反対側に位置する先端部分とを有している。弾性部材５において、絶縁部材６と接触する部分（配線端子３および回路パターン４に対して下部筐体７側に押圧する力を付与する部分）は、上記先端部分に含まれている。弾性部材５の当該先端部分において、弾性部材５の端部は、弾性部材５と絶縁部材６との接触部よりも上部筐体９側に位置している。言い換えると、弾性部材５の当該先端部分は、下部筐体７側に向かって凸状に形成されている。

電子部品１は、放熱部材８を介して下部筐体７に接続され保持されている。このとき、電子部品１は、たとえばねじ２１により下部筐体７に固定されている。プリント基板２は、第２の主面２Ｂが放熱部材８に接続されており、放熱部材８を介して下部筐体７に接続され保持されている。放熱部材８を構成する材料は、電気的絶縁性を有するとともに、プリント基板２より高い熱伝導性を有する任意の材料とすればよいが、たとえばシリコーンである。放熱部材８は、たとえば放熱シート、グリス、または接着剤として構成されていればよい。なお、放熱部材８は、電子部品１と下部筐体７との間、またはプリント基板２と下部筐体７との間を電気的に絶縁する必要が無い場合には、高い熱伝導性を有する任意の材料で構成されていればよく、グリスやはんだであってもよい。

次に、実施の形態１に係る電力用回路装置１００の作用効果について説明する。実施の形態１に係る電力用回路装置１００は、電子部品１と、第１の主面２Ａと第１の主面２Ａの反対側に位置する第２の主面２Ｂとを有するプリント基板２と、電子部品１とプリント基板２とを内部に保持する下部筐体７とを備え、プリント基板２は第１の主面上に形成されている回路パターン４を含み、電子部品１は回路パターン４と電気的に接続するための配線端子３を含み、回路パターン４に配線端子３を押圧することにより電子部品１と回路パターン４とを電気的に接続することができる弾性部材５をさらに備え、弾性部材５はプリント基板２より高い熱伝導性を有しており、弾性部材５は上部筐体９に接続され、上部筐体９の熱容量は弾性部材５の熱容量よりも大きい。

このようにすれば、まず電子部品１と回路パターン４とは弾性部材５によって配線端子３が回路パターン４に押圧されることにより電気的に接続されているため、電子部品１と回路パターン４との電気的接続にはんだを用いる必要がない。そのため、電子部品１と回路パターン４との電気的接続を行うに際し、はんだ接合により電気的接続を実現する場合のような配線端子３と回路パターン４との間での高精度の位置決めを不要とすることができる。その結果、電力用回路装置１００の製造工程を簡略化することができる。

また、弾性部材５は配線端子３を回路パターン４に押圧して電子部品１と回路パターン４とを電気的に接続するが、このとき、弾性部材５が高い熱伝導性を有しており、かつ弾性部材５は自身よりも熱容量の大きい上部筐体９に接続されているため、配線端子３と回路パターン４との電気的接続部分に生じた熱を弾性部材５を介して上部筐体９に伝えて放熱することができる。これにより、電子部品１、回路パターン４、および配線端子３と回路パターン４との接続部において生じる熱は、放熱部材８を介して下部筐体７に至る熱経路に加えて、弾性部材５を介して上部筐体９に至る熱経路を経て効率的に伝熱され、放熱される。そのため、電子部品１、プリント基板２、回路パターン４、および配線端子３と回路パターン４との接続部の温度上昇を抑制することができ、これらが破壊等することを防止することができる。その結果、電力用回路装置１００は、高い信頼性を有している。

また、弾性部材５は絶縁部材６を介して配線端子３を回路パターン４へ押圧するため、弾性部材５が導電性を有する材料で構成されている場合であっても、弾性部材５は電流経路となることがなく、ジュール熱を生じることが抑制されている。さらに、絶縁部材６はプリント基板２より高い熱伝導性を有しているため、配線端子３と回路パターン４との接続部に生じた熱を絶縁部材６および弾性部材５を介して上部筐体９に効率的に伝え、放熱することができる。

なお、弾性部材５は、プリント基板２より高い熱伝導性を有している限りにおいて、電気的絶縁性を有している材料で構成されていてもよい。このようにすれば、絶縁部材６を不要とすることができ、弾性部材５により配線端子３を回路パターン４に直接押圧して電子部品１と回路パターン４とを電気的に接続することができる。

また、電力用回路装置１００がプリント基板２の回路パターン４上に実装されている電子部品１２をさらに備えている場合であっても、配線端子３と回路パターン４との接触部に生じた熱により電子部品１２やはんだ１３が破壊・破損することを防止することができる。従来の電力用回路装置では、配線端子と回路パターンとの接触部に生じた熱が回路パターン全体へと伝熱するため、当該回路パターン上にはんだ接合されている電子部品およびはんだが加熱されて破壊・破損する場合があった。電力用回路装置１００は、上述のように配線端子３と回路パターン４との接触部に生じた熱を弾性部材５を介して上部筐体９にも放熱することができるため、電子部品１２およびはんだ１３が破壊・破損に至るほど温度上昇することを防止することができる。

（実施の形態２）
次に、図３および図４を参照して、実施の形態２に係る電力用回路装置１００について説明する。実施の形態２に係る電力用回路装置１００は、基本的には実施の形態１に係る電力用回路装置１００と同様の構成を備えるが、弾性部材５が上部筐体９と一体として設けられている点で異なる。

弾性部材５は、たとえば板状に設けられている上部筐体９にＵ字状の切り込みを入れ、当該切り込みに囲まれる部分を下部筐体７側に折り曲げることによって、形成されている。このとき、絶縁部材６と接触する部分は、弾性部材５と上部筐体９との境界を形成する当該折り曲げと反対側に位置する先端部分に含まれている。このとき、弾性部材５の当該先端部分は、下部筐体７側に向かって凸状となるように折り曲げられている。

この場合、弾性部材５と上部筐体９とを構成する材料は、プリント基板２よりも高い熱伝導性を有しており、かつ剛性を有している任意の材料とすればよいが、たとえばＦｅ合金、Ａｌ合金、およびＣｕ合金からなる群から選択される少なくとも１つである。

このようにしても、実施の形態１に係る電力用回路装置１００と同様の効果を奏することができる。さらに、弾性部材５と上部筐体９とを固定するためのねじ２２などの固定具を不要とすることができるため、部品点数の削減が可能である。また、弾性部材５と上部筐体９とが一体として設けられているため、別体として設けられている場合に生じる接触熱抵抗が生じない。その結果、多くの熱量を弾性部材５から上部筐体９へ効果的に伝えることができ、電力用回路装置１００の放熱性を高めることができる。

（実施の形態３）
次に、図５を参照して、実施の形態３に係る電力用回路装置１００について説明する。実施の形態３に係る電力用回路装置１００は、基本的には実施の形態１に係る電力用回路装置１００と同様の構成を備えるが、弾性部材１１が板ばね状でなくコイルばね状に設けられている点で異なる。

弾性部材１１は、配線端子３および回路パターン４を面接触可能とするように、これらを押圧することができる限りにおいて任意のコイルばねであればよく、たとえば市販のコイルばねであってもよい。

弾性部材１１は、上部筐体９に対して接着等によって固定されている。このとき、弾性部材５は、下部筐体７と上部筐体９とを最短距離で結ぶ直線に沿って延びるように形成されている。言い換えると、弾性部材５において、上部筐体９と固定されている一方の端部と絶縁部材６を介して回路パターン４へ配線端子３を押圧している他方の端部とは電力用回路装置１００を平面視したときに重なるように設けられている。また、別の観点で言えば、弾性部材５は上部筐体９の内壁から垂直な方向に延びるように形成されている。

このようにしても、実施の形態１に係る電力用回路装置１００と同様の効果を奏することができる。さらに、下部筐体７と上部筐体９との間に挟まれている空間において弾性部材５によって占められている領域を、電力用回路装置１００を平面視したときに配線端子３と回路パターン４との接触部と重なる領域内に限定することができるため、電力用回路装置１００を小型化することができる。また、弾性部材１１を市販のコイルばねで構成した場合には、専用の弾性部材１１を新たに設計し製造する工程を削減することができ、電力用回路装置１００の製造コストを低減することができる。

（実施の形態４）
次に、図６を参照して、実施の形態４に係る電力用回路装置１００について説明する。実施の形態４に係る電力用回路装置１００は、基本的には実施の形態１に係る電力用回路装置１００と同様の構成を備えるが、弾性部材５が上部筐体９に接続され固定されているのではなく、下部筐体７に接続され固定されている点で異なる。

弾性部材５は、下部筐体７に接続し固定されている固定部材１４に、絶縁部材６と接触する部分と反対側に位置する部分が接続し固定されていることにより、下部筐体７に接続し固定されている。固定部材１４における弾性部材５の取り付け位置は、たとえば弾性部材５と絶縁部材６との接触部（絶縁部材６の上面）の下部筐体７に対する高さよりも高い。固定部材１４を構成する材料は、プリント基板２より高い熱伝導性を有する任意の材料とすればよいが、たとえばＣｕ合金およびＡｌ合金からなる群から選択される１つであってもよい。また、固定部材１４の熱容量は、下部筐体７の熱容量のよりも小さい方が好ましい。弾性部材５と固定部材１４とは任意の方法により固定されていればよい。また、下部筐体７と固定部材１４とは任意の方法により固定されていればよい。たとえば、弾性部材５と固定部材１４とは、下部筐体７に対し、ねじ２３により固定されていればよい。

弾性部材５は、下部筐体７に固定されているプリント基板２の第１の主面２Ａ上の回路パターン４に対して配線端子３を上部筐体９側から押圧する必要がある。そのために、弾性部材５は、たとえば絶縁部材６と接触する部分よりも上部筐体９側に位置する部分を有していればよい。実施の形態４における弾性部材５は、固定部材１４との接続部が絶縁部材６との接触部よりも下部筐体７に対する高さが高く、上部筐体９側に位置しているため、回路パターン４に対して配線端子３を上部筐体９側から押圧することができる。

このようにすれば、実施の形態１に係る電力用回路装置１００と同様の効果を奏することができる。さらに、弾性部材５は電子部品１やプリント基板２が固定されている下部筐体７に接続されている固定部材１４に取り付けられて固定されるため、電子部品１の配線端子３やプリント基板２の回路パターン４に対して弾性部材５を容易にかつ精度良く位置合わせすることができる。

（実施の形態５）
次に、図７を参照して、実施の形態５に係る電力用回路装置１００について説明する。実施の形態５に係る電力用回路装置１００は、基本的には実施の形態１に係る電力用回路装置１００と同様の構成を備えるが、弾性部材５が上部筐体９に接続され固定されているのではなく、電子部品１に接続され固定されている点で異なる。

弾性部材５は、電子部品１に接続し固定されている固定部材１５に、絶縁部材６と接触する部分と反対側に位置する部分が接続し固定されていることにより、電子部品１を介して下部筐体７に固定されている。固定部材１５における弾性部材５の取り付け位置は、たとえば弾性部材５と絶縁部材６との接触部（絶縁部材６の上面）の下部筐体７に対する高さよりも高い。固定部材１５を構成する材料は、プリント基板２より高い熱伝導性を有する任意の材料とすればよいが、たとえばＣｕ合金およびＡｌ合金からなる群から選択される１つであってもよい。また、固定部材１５の熱容量は、下部筐体７の熱容量のよりも小さい方が好ましい。弾性部材５と固定部材１５とは任意の方法により固定されていればよい。また、電子部品１と固定部材１５とは任意の方法により固定されていればよい。たとえば、弾性部材５と固定部材１５と電子部品１とは、下部筐体７に対し、ねじ２３により固定されていればよい。

弾性部材５は、下部筐体７に固定されているプリント基板２の第１の主面２Ａ上の回路パターン４に対して配線端子３を上部筐体９側から押圧する必要がある。そのために、弾性部材５は絶縁部材６と接触する部分よりも上部筐体９側に位置する部分を有していてもよい。実施の形態５における弾性部材５は、固定部材１５との接続部が絶縁部材６との接触部よりも下部筐体７に対する高さが高く、上部筐体９側に位置しているため、回路パターン４に対して配線端子３を上部筐体９側から押圧することができる。

このようにすれば、実施の形態１に係る電力用回路装置１００と同様の効果を奏することができる。さらに、ねじ２３により、電子部品１、弾性部材５および固定部材１５を下部筐体７に対して同時に固定することができるため、電子部品１と下部筐体７とを固定するためのねじ２１などの固定具を不要とすることができ、部品点数の削減が可能である。その結果、電力用回路装置１００の製造コストを低減することができる。

また、弾性部材５は、電子部品１に接続されている固定部材１５に取り付けられることにより下部筐体７に対して固定されるため、電子部品１の配線端子３や同じく下部筐体７に固定されているプリント基板２の回路パターン４に対して弾性部材５を容易にかつ精度良く位置合わせすることができる。

（実施の形態６）
次に、図８を参照して、実施の形態６に係る電力用回路装置１００について説明する。実施の形態６に係る電力用回路装置１００は、基本的には実施の形態１に係る電力用回路装置１００と同様の構成を備えるが、弾性部材５が下部筐体７と上部筐体９との間に挟持されている点で異なる。

弾性部材５は、たとえば電子部品１に固定されている固定部材１５と上部筐体９とに挟持されていることにより、下部筐体７および上部筐体９に対して固定されている。言い換えると、弾性部材５は、上部筐体９によって下部筐体７側に押さえつけられることにより、下部筐体７および上部筐体９に対して固定されている。

固定部材１５を構成する材料は、プリント基板２より高い熱伝導性を有する任意の材料とすればよいが、たとえばＣｕ合金およびＡｌ合金からなる群から選択される１つであってもよい。また、固定部材１５の熱容量は、下部筐体７の熱容量のよりも小さい方が好ましい。

このようにすれば、実施の形態１に係る電力用回路装置１００と同様の効果を奏することができる。さらに、弾性部材５を下部筐体７に対して固定するためのねじ２３（図７参照）などの固定具を不要とすることができ、部品点数の削減が可能である。その結果、電力用回路装置１００の製造コストを低減することができる。

なお、弾性部材５と上部筐体９、または弾性部材５と固定部材１５との間には、仮止め用の接着部材などが設けられていてもよい。

なお、弾性部材５は、下部筐体７に直接固定されている固定部材１４（図６参照）と上部筐体９とに挟持されていることにより、下部筐体７および上部筐体９に対して固定されてもよい。このようにしても、実施の形態６に係る電力用回路装置１００と同様の効果を奏することができる。

（実施の形態７）
次に、図９を参照して、実施の形態７に係る電力用回路装置１００について説明する。実施の形態７に係る電力用回路装置１００は、基本的には実施の形態１に係る電力用回路装置１００と同様の構成を備えるが、弾性部材５が下部筐体７に直接接続され固定されている点、および弾性部材５の形状が異なる。

弾性部材５は、ねじ２４により下部筐体７に接続固定されている根元部分と、絶縁部材６と接触し、配線端子３および回路パターン４に対して下部筐体７側に押圧する力を付与している先端部分とを有している。このとき、弾性部材５は、固定部材１５（図７参照）を介していないため、弾性部材５と下部筐体７との接続部は弾性部材５と絶縁部材６との接触部よりも下部筐体７に対する高さが低い。そのため、弾性部材５は、上記根元部分と上記先端部分との間において、上部筐体９側に向かって凸状に構成されており、当該凸状の頂部が上記先端部分（弾性部材５と絶縁部材６との接触部）よりも下部筐体７に対する高さが高くなるように設けられている凸状部分を有している。弾性部材５は、下部筐体７に任意の方法により固定されていればよいが、たとえばねじ２４などの固定具により固定されている。また、弾性部材５は、下部筐体７に対し、接着材を用いて接着し固定されてもよいし、ＴＩＧ（Ｔｕｎｇｓｔｅｎ Ｉｎｅｒｔ Ｇａｓ）溶接やレーザー溶接などの溶接によって固定されてもよい。

このようにすれば、実施の形態１に係る電力用回路装置１００と同様の効果を奏することができる。さらに、弾性部材５と下部筐体７とを固定部材１５（図７参照）などを介さず直接接続し固定するため、部品点数を削減することができる。その結果、電力用回路装置１００の製造コストを低減することができる。

さらに、電子部品１は、ねじ２４により下部筐体７に接続し固定されている弾性部材１６により固定されていてもよい。弾性部材１６は、弾性部材５と同様の構造を有していればよい。弾性部材１６は、ねじ２４により下部筐体７に接続固定されている根元部分と、電子部品１と接触して電子部品１に対して押圧する力を付与している先端部分と、根元部分と先端部分との間において上部筐体９側に向かって凸状に構成されており、当該凸状の頂部が上記先端部分（電子部品１との接触部）よりも下部筐体７に対する高さが高くなるように設けられている凸状部分を有している。つまり、配線端子３と回路パターン４との接触状態を保持するための弾性部材５と電子部品１を下部筐体７に固定する弾性部材１６とが同一の固定具により下部筐体７に固定されていてもよい。このようにしても、実施の形態７と同様の効果を奏することができる。

（実施の形態８）
次に、図１０を参照して、実施の形態８に係る電力用回路装置１００について説明する。実施の形態８に係る電力用回路装置１００は、基本的には実施の形態１に係る電力用回路装置１００と同様の構成を備えるが、弾性部材５の形状が異なる。具体的には、配線端子３は複数の端子部分３ａ，３ｂ，３ｃを有する。弾性部材５において、配線端子３を押圧する領域には配線端子３が延びる方向に沿ってスリットが形成されている。スリットによって分割されている弾性部材５の複数の分割部分５ａ，５ｂ，５ｃは、それぞれ１つの端子部分３ａ，３ｂ，３ｃと重なるように設けられている。

つまり、端子部分３ａは回路パターン４における所定の部分に対し弾性部材５の分割部分５ａによって押圧されている。同時に、端子部分３ｂは回路パターン４における所定の部分に対し弾性部材５の分割部分５ｂによって、端子部分３ｃは回路パターン４における所定の部分に対し弾性部材５の分割部分５ｃによってそれぞれ押圧されている。

このとき、絶縁部材６には、配線端子３が延びる方向に沿ってスリットが形成されている。スリットによって分割されている絶縁部材６の複数の分割部６ａ，６ｂ，６ｃが、それぞれ１つの端子部分３ａ，３ｂ，３ｃと重なるように配置されているのが好ましい。このようにすれば、配線端子３が複数の端子部分３ａ，３ｂ，３ｃを含む場合であって、たとえば下部筐体７に対する各端子部分３ａ，３ｂ，３ｃの高さにばらつきがある場合などにも、絶縁部材６は弾性部材５の分割部分５ａ，５ｂ，５ｃによる押圧を受けてそれぞれが個別に変形可能である。そのため、分割部分５ａ，５ｂ，５ｃは絶縁部材６を介して各端子部分３ａ，３ｂ，３ｃを個別に均等な荷重で押圧することができるため、上記のような場合でも各端子部分３ａ，３ｂ，３ｃを回路パターン４に確実に面接触させることができる。

また、絶縁部材６は弾性を有していてもよい。このようにすれば、配線端子３が複数の端子部分３ａ，３ｂ，３ｃを含む場合であって、たとえば下部筐体７に対する各端子部分３ａ，３ｂ，３ｃの高さにばらつきがある場合などにも、絶縁部材６は分割部分５ａ，５ｂ，５ｃによる押圧を受けて容易に変形可能である。そのため、分割部分５ａ，５ｂ，５ｃは絶縁部材６を介して各端子部分３ａ，３ｂ，３ｃを個別に押圧することができるため、上記のような場合でも各端子部分３ａ，３ｂ，３ｃを回路パターン４に確実に面接触させることができる。

（実施の形態９）
次に、図１１を参照して、実施の形態９に係る電力用回路装置１００について説明する。実施の形態９に係る電力用回路装置１００は、基本的には実施の形態１に係る電力用回路装置１００と同様の構成を備えるが、プリント基板２が、少なくとも回路パターン４において配線端子３と接触する部分と接続されている第２放熱部材１７を含んでいる点で異なる。

第２放熱部材１７を構成する材料は、プリント基板２より高い熱伝導性を有する任意の材料とすればよいが、たとえばＣｕ合金およびＡｌ合金からなる群から選択される少なくとも１つである。第２放熱部材１７は、回路パターン４において配線端子３と接触する部分に接続されている限りにおいて、プリント基板２において任意の領域に形成されていてもよい。たとえば、第１の主面２Ａから第２の主面２Ｂ側に所定の深さだけ埋め込まれるように形成されていてもよい。

また、第２放熱部材１７は、第１の主面２Ａから第２の主面２Ｂまで貫通するように形成されていてもよい。この場合、第２放熱部材１７は、第２の主面２Ｂ上において放熱部材８に接続されているのが好ましい。このようにすれば、回路パターン４において配線端子３と接触する部分は第２放熱部材１７および放熱部材８を介して下部筐体７に接続されているため、配線端子３と回路パターン４との接触部に生じた熱をより効果的に放熱することができる。

また、第２放熱部材１７は、第１の主面２Ａから所定の深さまで形成されているとともに、高熱伝導性材料で充填されたビアホールなどを介して放熱部材８と熱的に接続されていてもよい。このようにしても、回路パターン４において配線端子３と接触する部分は第２放熱部材１７、ビアホールおよび放熱部材８を介して下部筐体７に接続されているため、配線端子３と回路パターン４との接触部に生じた熱をより効果的に放熱することができる。

図１２を参照して、実施の形態１〜実施の形態９に係る電力用回路装置１００は、他の電子部品１をさらに備え、他の電子部品１は回路パターン４と電気的に接続するための他の配線端子３を含み、他の配線端子３を押圧することにより他の電子部品１と回路パターン４とを電気的に接続することができる他の弾性部材５をさらに備えていてもよい。言い換えると、電力用回路装置１００は複数の電子部品１および複数の弾性部材５を備え、各弾性部材５はそれぞれ異なる電子部品１の配線端子３を押圧可能に設けられていてもよい。このようにしても、はんだを用いずに電子部品１とプリント基板２上の回路パターン４とを電気的に接続するとともに、高い放熱性を有する電力用回路装置１００を提供することができる。

また、実施の形態１〜実施の形態９に係る電力用回路装置１００において、配線端子３が複数の端子部分３ａ，３ｂ，３ｃを含む場合には、複数の弾性部材５がそれぞれ各端子部分３ａ，３ｂ，３ｃのいずれか１つを押圧可能に設けられていてもよい。たとえば、互いに独立した３つの弾性部材５のうちの１つが端子部分３ａを、弾性部材５のうちの他の１つが端子部分３ｂを、弾性部材５のうち残りの１つが端子部分３ｃを、それぞれ押圧可能に設けられていてもよい。

また、上述した各実施の形態に係る構成を適宜組み合わせて電力用回路装置１００を得ることも可能である。

以上のように本発明の実施の形態について説明を行なったが、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲のすべての変更が含まれることが意図される。

本発明は、高い放熱性が要求される電力用回路装置に特に有利に適用される。

１ 電子部品、２ プリント基板、２Ａ 第１の主面、２Ｂ 第２の主面、３ 配線端子、３ａ，３ｂ，３ｃ 端子部分、４ 回路パターン、５，１６ 弾性部材、５ａ，５ｂ，５ｃ 分割部分、６ 絶縁部材、６ａ，６ｂ，６ｃ 分割部、７ 下部筐体、８ 放熱部材、９ 上部筐体、１２ 表面実装部品、１３ はんだ、１４，１５ 固定部材、１７ 第２放熱部材、２１，２２，２３，２４ ねじ、１００ 電力用回路装置。

Claims (10)

1. 電子部品と、
   第１の主面と前記第１の主面の反対側に位置する第２の主面とを有するプリント基板と、
   前記電子部品と前記プリント基板とを内部に保持する筐体とを備え、
   前記プリント基板は前記第１の主面上に形成されているパターンを含み、
   前記電子部品は前記パターンと電気的に接続するための配線端子を含み、
   前記パターンに前記配線端子を押圧することにより前記電子部品と前記パターンとを電気的に接続することができる弾性部材をさらに備え、
   前記弾性部材は前記プリント基板より高い熱伝導性を有しており、
   前記弾性部材は前記筐体に接続され、
   前記筐体の熱容量は前記弾性部材の熱容量よりも大きい、電力用回路装置。
2. 前記弾性部材と前記配線端子および前記パターンとの間を電気的に絶縁している絶縁部材をさらに備え、
   前記絶縁部材は前記プリント基板より高い熱伝導性を有している、請求項１に記載の電力用回路装置。
3. 前記絶縁部材は弾性を有している、請求項２に記載の電力用回路装置。
4. 前記電子部品および前記プリント基板は、前記筐体の内壁上に搭載されており、
   前記プリント基板は、前記第２の主面において電気的に絶縁性を有するとともに前記プリント基板より高い熱伝導性を有する第１放熱部材を介して前記筐体の内壁に接続されており、
   前記プリント基板と前記第１放熱部材との接続部の少なくとも一部は、平面視において前記パターンと前記配線端子との接続部と重なるように配置されている、請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の電力用回路装置。
5. 前記筐体は、第１筐体部と第２筐体部とを含み、
   前記電子部品および前記プリント基板は前記第１筐体部に接続されており、
   前記弾性部材は前記第２筐体部に接続されている、請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の電力用回路装置。
6. 前記筐体は、第１筐体部と第２筐体部とを含み、
   前記電子部品および前記プリント基板は前記第１筐体部に接続されており、
   前記弾性部材は、前記第１筐体部に接続されている、請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の電力用回路装置。
7. 前記弾性部材は、前記筐体と一体として設けられている、請求項１〜請求項６のいずれか１項に記載の電力用回路装置。
8. 他の電子部品をさらに備え、
   前記他の電子部品は前記パターンと電気的に接続するための他の配線端子を含み、
   前記パターンに前記他の配線端子を押圧することにより前記他の電子部品と前記パターンとを電気的に接続することができる他の弾性部材をさらに備える、請求項１〜請求項７のいずれか１項に記載の電力用回路装置。
9. 前記配線端子は複数の端子部分を有し、
   前記弾性部材において、前記配線端子を押圧する領域には前記配線端子が延びる方向に沿ってスリットが形成されており、前記スリットによって分割されている前記弾性部材の複数の分割部分は、それぞれ１つの前記端子部分と重なるように設けられている、請求項１〜請求項８のいずれか１項に記載の電力用回路装置。
10. 前記プリント基板は、少なくとも前記パターンにおいて前記配線端子と接触する部分と接続されている第２放熱部材を含む、請求項１〜請求項９のいずれか１項に記載の電力用回路装置。

Images